Nguyên lý hoạt động của máy nén khí trục vít

Máy nén khí trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích. Chuyển động quay với tốc độ lớn từ động cơ làm cho trục vít quay. Hai trục vít quay làm cho thể tích khe hở của trục vít và buồng nén nhỏ dần từ đó tạo ra khí có áp lực hay còn gọi là khí nén.

Có thể nói trục vít là bộ phận chính hay trái tim của máy nén khí. Máy nén khí trục vít có hai loại chính là máy nén khí trục vít có dầu và máy nén khí trục vít không dầu. Máy nén khí có dầu là trục vít ngập hoàn toàn trong dầu. Dầu có tác dụng bôi trơn, làm mát và làm kín các khe trục vít. Máy nén khí không dầu thì ngược lại, trong buồng nén hoàn toàn không có dầu bôi trơn hay làm mát. Do đó khí nén sinh không lẫn dầu hoặc hơi dầu. Tùy từng những ứng dụng cụ thể mà chọn máy nén khí trục vít có dầu hay trục vít không dầu cho phù hợp nhu cầu. Vì máy nén khí không dầu đắt hơn máy nén khí có dầu rất nhiều.

Hình ảnh bên trong máy nén khí trục vít

Nguyên lý làm việc của máy nén khí trục vít của hai loại trên về cơ bản là giống nhau. Chỉ có khác nhau về môi chất bôi trơn để chuyển động quay trơn tru và bền hơn.

Máy nén khí có các bộ phận cấu thành của mỗi hãng máy nén khí có cách bố trí khác nhau nhưng máy nén khí trục vít nói chung về cấu tạo và nguyên lý máy nén khí trục vít hoạt động đều giống nhau.

Về nguyên lý hoạt động cụ thể: Máy nén khí trục vít vận hành theo nguyên lý ăn khớp, thể tích các buồng thay đổi trong quá trình ăn khớp. Hai trục vít của máy bơm khí nén trục vít có các răng ăn khớp nhau và số răng của hai trục vít này chênh nhau từ 1 đến 2 cái. Khi hoạt động, hai trục vít phải quay ngược chiều nhau, khe hở giữa trục vít và vỏ bọc phải đảm bảo rất nhỏ. Quá trình hút khí và nén khí được diễn ra theo đúng quy trình. Khi trục vít quay, quan sát từ phía hút phía cặp bánh răng nhả khớp, một khoang lớn được hình thành do hốc giữa các răng tách xa nhau, khoang này được thông với cửa hút và lấp đầy bởi không khí. Thể tích đạt được lớn nhất khi khoang đó được giãn ra hoàn toàn, tách khỏi cửa hút và quá trình hút dừng lại.

Cấu tạo của máy nén khí trục vít

Cụm đầu nén: Đây là bộ phận vô cùng quan trọng của máy bơm khí nén trục vít, được coi như “trái tim” của máy nén khí. Đầu máy gồm hai trục vít xoắn, quay ngược hướng nhau khi máy vận hành, không khí đi vào giữa hai trục này. Trục vít được thiết kế đặc biệt để tăng hiệu suất nén lên mức tối đa. Hai trục vít hoạt động theo nguyên lý thay đổi thể tích, ăn khớp với nhau và không khí sẽ được đưa vào rãnh, nén lại. Ở đầu nén của máy nén khí trục vít, người ta sẽ cung cấp một lượng dầu vào phía dưới của hợp trục với tác dụng như: bôi trơn, làm mát, làm kín,…giúp máy vận hành trơn tru, ổn định hơn.

Đầu máy bơm khí nén cũng được thiết kế không giống nhau: có loại được thiết kế cho truyền động thông qua khớp nối bánh răng, có loại được thiết kế cho truyền động bằng dây đai,…

Bánh răng: Trong quá trình hai trục vít quay, chúng sẽ được đồng tâm tại bánh răng để bắt đầu cho một vòng quay mới ăn khớp với nhau.

Van một chiều: Đây là bộ phận đóng vai trò không kém phần quan trọng trong hoạt động của máy nén khí nói chung, máy nén khí trục vít nói riêng. Van một chiều là bộ phận có vai trò bảo vệ đường ống dẫn, chỉ cho phép khí đi theo một chiều nhất định, ngăn khí đi theo dòng ngược lại; nhờ đó làm giảm các sự cố rò rỉ khí, hỏng đường ống dẫn, giảm sự thất thoát khí.

Van an toàn: Có nhiệm vụ ngăn chặn sự gia tăng bất thương của áp suất khí; giữ áp suất luôn ở mức ổn định phù hợp nhất cho máy. Ở mức áp suất này máy có thể hoạt động bình thường. Khi áp suất khí tăng lên tới một mức nào đó, vượt ra ngoài giới hạn an toàn, lớn hơn lực căng lò xo, van an toàn của máy bơm khí nén trục vít mở, khí nén thoát ra ngoài, giải phóng áp suất dư thừa trong bình chứa khí, giữ khí ở mức áp suất ổn định.

Lọc khí đầu vào: Lọc khí giúp loại bỏ bụi bẩn, tạp chất lẫn trong khí, đảm bảo chất lượng khí đi vào hệ thống khí nén. Đây là bộ phận cần được vệ sinh, bảo dưỡng, kiểm tra thường xuyên bởi nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới hiệu quả lọc khí, điện năng tiêu thụ, chất lượng hoạt động của máy. Sau khoảng 2000 tới 4000 giờ máy vận hành, người dùng nên chú ý kiểm tra, thay thế lọc khí.

Lọc dầu: Lọc dầu có chức năng lọc bỏ bụi bẩn, tạp chất lẫn trong dầu, trước khi dầu được đưa vào đầu nén để bôi trơn, làm mát, làm kín khe hở trục vít. Nếu dầu không được lọc qua lớp lọc này mà đi thẳng vào đầu nén thì sẽ mang theo bụi bẩn, tạp chất, gây hại cho máy. Tùy thuộc môi trường cũng như chất lượng lọc thì người dùng sẽ kiểm tra, theo dõi để thay vệ sinh, thay thế. Thông thường sau khoảng 3000 đến 7000 giờ máy hoạt động thì người ta sẽ thay thế lọc dầu để đảm bảo chất lượng hoạt động tốt nhất cho máy.

Máy nén khí trục vít

Ưu điểm của máy nén khí trục vít

Máy có độ bền cao: Máy nén khí trục vít có cấu tạo không có van hút, van xả và vòng xéc măng; gồm hai trục vít với nhiều đầu mối răng ăn khớp với nhau, quay ngược chiều nhau; làm mát, làm kín bằng dầu bôi trơn chuyên dụng nên máy có độ bền cao, ít xảy ra hỏng hóc. Khe hở giữa hai trục vít và giữa đỉnh răng và xy lanh được cấu tạo rất nhỏ, chỉ khoảng dưới 0,4 mm nên không gây ra ma sát khi vận hành, ngăn chặn tình trạng các chi tiết bị ăn mòn.

Máy có hiệu suất làm việc cao: Với cấu tạo và nguyên lý hoạt động dựa trên sự ăn khớp giữa các trục vít với nhau, hoặc qua một cặp, vài cặp bánh răng; máy có thể vận hành với số vòng quay cao từ 3000 vòng/phút đến 15000 vòng/phút; tỷ số nén cao, lưu lượng khí đều và hiệu suất tăng theo thời gian. Bởi vậy, máy có khả năng hoạt động bền bỉ với hiệu suất cao.

Sử dụng máy không tốn nhiều chi phí bảo dưỡng: Khi sử dụng máy nén khí trục vít Swan, Compkorea, Fusheng,…người dùng vẫn phải chú ý bảo dưỡng máy định kỳ; tuy nhiên do khe hở giữa trục vít, giữa đỉnh răng và xy lanh được thiết kế rất nhỏ nên không tạo ma sát. Do đó, các chi tiết máy không bị hao mòn, ít phải thay thế, tiết kiệm chi phí bảo dưỡng, thay thế phụ kiện máy nén khí.

Dễ dàng theo dõi tình trạng hoạt động, điều khiển máy: Máy nén khí trục vít có thể làm việc ở chế độ tự động. Cách điều khiển máy cũng không quá khó, người dùng chỉ cần được đào tạo trong thời gian ngắn là đã có thể nắm được cách khởi động, điều khiển cũng như theo dõi các thông số, quá trình vận hành của máy. Phần lớn các sản phẩm máy bơm khí nén trục vít hiện nay đều tích hợp màn hình PLC hiển thị các thông số như áp suất, lưu lượng,…giúp người dùng dễ dàng theo dõi hoạt động của máy, kịp thời khắc phục các sự cố, tránh để xảy ra hỏng hóc nghiêm trọng.

Nhược điểm:

– Giá thành đắt:

So với máy nén khí piston, máy nén khí trục vít có giá thành cao, đầu tư ban đầu lớn. Bù lại máy có độ ồn thấp dưới 76 Db, do có vỏ cách âm, hoạt động bằng các khớp nối mềm,tiết kiệm điện năng tới 30% so với việc dùng 1 máy piston cùng công suất,vì nó có thể tạo lưu lượng khí lớn hơn 30% máy piston.

– Khó chế tạo và sửa chữa:

Các trục vít yêu cầu độ chính xác cao nên khó chế tạo và sửa chữa, đòi hỏi thợ sửa chữa phải có tay nghề cao để xử lý các sự cố kỹ thuật.

Cách sử dụng máy nén khí trục vít hiệu quả

Chú ý trong khi vận hành máy

Dừng máy ngay lập tức khi xảy ra bất kì âm thanh khác thường.

Không được nới lỏng ống dẫn, không mở bulông và ốc hoặc đóng các van.

Theo dõi mức dầu và làm đầy dầu trở lại nếu như mức dầu quá thấp.

Vận hành nên thích hợp với những sự thay đổi bao gồm: áp suất hệ thống áp suất, hệ thống nhiệt độ, áp suất từng phần khác nhau, mức dầu và thời gian hoạt động. Nếu như thích hợp có thể sử dụng IR để dò ra và kiểm tra nhiệt độ của từng phần khác nhau để cung cấp hiệu điện thế và cường độ dòng điện.

Bảo vệ

Trong quá trình sử dụng, bạn cần chú ý để giữ gìn máy nén khí trục vít: Lượng dầu bôi trơn là yếu tố thiết yếu ảnh hưởng tới hiệu suất và hoạt động của máy nén trục vít. Nếu dầu thiếu sẽ gây ra một vài hư hỏng của máy nén, vì vậy hãy sử dụng loại dầu đặc biệt của máy nén trục vít.

Loại dầu đặc biệt dùng cho máy nén trục vít có chất lượng rất tốt, độ nhớt ở khoảng 40o C rất phù hợp cho máy nén trục vít và nó là yếu tố chống lại sự thoái hoá, rất khó để hoà tan vào nước thành dạng sữa hoặc nổi bọt và chống mòn…

Chu kì thay dầu

Ban đầu nên thay dầu sau khi máy hoạt động khoảng 500 giờ.

Ở những lần thay sau nên thay sau khoảng 2.000 giờ với máy sử dụng dầu tinh, hoặc 2.500 – 3.500 giờ nếu máy sử dụng dầu tổng hợp.

Lưu ý về môi trường sử dụng máy phát điện như bụi, nhiệt độ bên ngoài cao, làm thời gian sử dụng dầu ngắn.

Quá trình bảo dưỡng

Thay dầu và lọc dầu:

Đóng van xả từ từ để cho máy nén không nạp khoảng 3 phút.

Dừng máy và tắt nguồn điện.

Khi áp suất trong thiết bị tách dầu – khí ngắt, mở đường dầu ra từ từ vừa ấn vừa xoay máy khoảng mười vòng.

Dùng thiết bị mở đặc biệt để tháo lọc dầu, đặt nó vào chứa dầu và lau sạch khi không có dầu chảy ra ngoài.

Tháo lọc dầu.

Tháo đường cắm dầu và khoá van dầu lại để dầu bôi trơn tự động chảy vào bình dầu, và ngăn không cho dầu làm ô nhiễm môi trường.

Đóng van dầu và đặt đường cắm dầu làm đầy lượng dầu bôi trơn cho tới mức giới hạn, siết chặt lại đường cắm dầu.

Để máy dừng lại sau khoảng 5 phút vận hành, kiểm tra lại hệ thống áp suất của bình chứa dầu- khí. Khi mức dầu được duy trì, từ từ khoá đường cắm dầu và làm dầu bôi trơn tới mức giới hạn, siết chặt lại đường cắm dầu.